高層建筑備用柴油發(fā)電機(jī)房的降噪及尾氣除塵

羅翠紅　初永曄

摘要：目前，備用柴油發(fā)電機(jī)越來越多地被用于高層建筑中。同時(shí)，隨著國家環(huán)保法規(guī)的日益完善和嚴(yán)格，也對高層建筑中備用柴油發(fā)電機(jī)房提出了更高的環(huán)保要求。文章以一工程實(shí)例為基礎(chǔ)，探討了高層建筑備用柴油發(fā)電機(jī)房降噪及尾氣除塵的一般方法。

關(guān)鍵詞：高層建筑；備用發(fā)電機(jī)；機(jī)房降噪；尾氣除塵

中圖分類號：TB535文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374(2009)13-0094-02

目前，備用柴油發(fā)電機(jī)越來越多的被使用在高層建筑中，這是由于高層建筑中有消防水泵、防排煙設(shè)施、消防電梯、應(yīng)急照明等消防用電，按照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-95)9.1.1條規(guī)定，一類高層建筑應(yīng)按一級負(fù)荷要求供電，即應(yīng)有兩個(gè)回路供電，以提高供電的可靠性。由于高層建筑一般都位于城市中心區(qū)，根據(jù)相關(guān)的法律法規(guī)，備用發(fā)電機(jī)房的噪音必須達(dá)到相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

一、工程概述

廣州某商住樓地下負(fù)一層設(shè)一功率為528Kw的柴油發(fā)電機(jī)組組成應(yīng)急備用電源，以保證在市電中斷時(shí)應(yīng)急設(shè)備用電。按照當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求，須對柴油發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的噪聲及尾氣進(jìn)行綜合治理，使其達(dá)標(biāo)。該項(xiàng)目噪聲執(zhí)行《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-93)的二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)(即晝間≤60dB(A))。煙色執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染物排放限值》(DB44／27-2001)一級標(biāo)準(zhǔn)，即煙色濃度為林格曼0～1級。平面布置圖如圖1所示：

二、噪聲源分析

本項(xiàng)目采用的備用柴油發(fā)電機(jī)為大宇DW600型發(fā)電機(jī)組，額定功率528Kw,設(shè)備設(shè)計(jì)距1米處噪聲103dB(A)，距7米處排氣噪聲IOSaB(A)。柴油發(fā)電機(jī)組主要是由柴油機(jī)和交流同步發(fā)電機(jī)組合成。柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)的軸間采用直接聯(lián)結(jié)方式，柴油機(jī)的飛輪通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。其噪聲源均是由柴油機(jī)產(chǎn)生的，包括以下幾個(gè)方面：

(一)排氣噪聲

柴油機(jī)的排氣噪聲是機(jī)組的最主要的噪聲源。其噪聲級一般均在100dB(A)(A)以上，并通過排煙口直接污染周圍環(huán)境，它還伴隨著高溫氣體。排氣噪聲是由氣體受氣缸活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的周期性脈動(dòng)噪聲和高速氣流經(jīng)排氣口噴出后形成的噴注噪聲復(fù)合而成。前者具有明顯的低頻特性，中、高頻也達(dá)到相當(dāng)程度；后者具有連續(xù)寬頻帶頻譜特性，其噪聲級比前者大得多。排氣噪聲級隨柴油機(jī)功率和轉(zhuǎn)速的增加而提高，而隨轉(zhuǎn)速的增值更大。對于高層建筑，目前，均要求將備用發(fā)電機(jī)排氣口引至樓頂，其長度一般都在幾十米以上。

(二)冷卻風(fēng)機(jī)噪聲

目前，大部分柴油發(fā)電機(jī)組的冷卻方式為閉式水冷，機(jī)組備有冷卻風(fēng)扇，裝在柴油機(jī)前端。風(fēng)扇噪聲由旋轉(zhuǎn)噪聲和湍流噪聲構(gòu)成旋轉(zhuǎn)噪聲是由于風(fēng)扇的葉片周期性地切割空氣引起空氣的壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的以葉片通過頻率為基頻并伴有高次諧波湍流噪聲是由于風(fēng)扇運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的周圍空氣發(fā)生湍流脫體使空氣發(fā)生擾動(dòng)形成氣體的壓縮與稀疏過程而形成的是一個(gè)寬頻帶噪聲冷卻風(fēng)扇噪聲受轉(zhuǎn)速的影響最大，轉(zhuǎn)速提高一倍可導(dǎo)致其聲級增加10-15dB(A)(A)。

(三)機(jī)械噪聲和燃燒噪聲

常見的重要機(jī)械噪聲源包括活塞撞擊、氣門沖擊、齒輪傳動(dòng)、軸承以及噴油裝置的機(jī)械振動(dòng)等。所有這些內(nèi)部機(jī)械振動(dòng)會激發(fā)柴油機(jī)外表面和零件向外輻射噪聲。燃燒噪聲是柴油機(jī)特有的噪聲，它是由無節(jié)流的稀混合氣在氣缸中燃燒時(shí)產(chǎn)生的高壓形成的。這兩類噪聲源的總聲功率巨大，隔聲性能較好的機(jī)房內(nèi)的噪聲級主要是由它們輻射的。

(四)地基的振動(dòng)和傳遞

柴油機(jī)強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)可通過地基遠(yuǎn)距離傳播到室外各處，然后，通過地面再輻射噪聲，這種結(jié)構(gòu)傳播遠(yuǎn)、衰減小，一旦形成很難隔絕，會對遠(yuǎn)距離的邊界噪聲達(dá)標(biāo)構(gòu)成威脅。

三、降噪及尾氣處理設(shè)計(jì)

(一)機(jī)組隔振

發(fā)電機(jī)組放在橡膠減振墊及隔震地基上。橡膠減振墊共8個(gè)，20mm厚。橡膠減振墊針對發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行重量和振動(dòng)頻率選擇，保證隔振效率達(dá)到95％以上。煙管及一次消聲器是另一重要的振動(dòng)源，在煙管與發(fā)電機(jī)組連接時(shí)，采用不銹鋼彈弓喉柔性軟接，隔開振動(dòng)的傳播途徑。同時(shí)固定一次消聲器時(shí)，通過加裝彈簧吊架，消除振動(dòng)對建筑物的影響。另外，機(jī)組出口采用帆布軟接進(jìn)行減振。

(二)機(jī)房的隔聲和吸聲

對于柴油發(fā)電機(jī)組的機(jī)械等通過輻射的方式傳播的噪聲，機(jī)房的隔聲既要密封、隔聲量高，又要保證機(jī)房內(nèi)空氣的流通。24以上的磚墻、隔聲門、進(jìn)口消聲器等均為必須采用的治理措施。而機(jī)房內(nèi)吸聲對室內(nèi)平均噪聲級只降低4～6dB(A)(A)，但可提高組合墻體的隔聲量，對降低機(jī)組噪聲的向外輻射有好處。

本項(xiàng)目機(jī)房隔聲和吸聲的做法如下：

1隔聲墻。本項(xiàng)目發(fā)電機(jī)房外墻體采用24cm厚實(shí)心磚墻結(jié)構(gòu)，兩面批蕩嚴(yán)實(shí)，根據(jù)理論公式，隔聲量R=14.51gnff-26計(jì)算，理論隔聲量可達(dá)50dB(A)。

2隔聲門。本項(xiàng)目隔聲門選用由雙層鋼板與玻璃纖維組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有隔聲和吸聲的功能，隔聲門內(nèi)置超細(xì)玻璃吸聲棉(容重為20Kg／m3)，實(shí)測隔聲量大于40dB(A)。隔聲門兼有防火功能。

3吸聲。在機(jī)房四周及天面，安裝由歐文斯科寧厚超細(xì)玻璃吸音棉(容重20Kg／m³)+8 0.5mm鋁合金穿孔板+輕質(zhì)龍骨組成的復(fù)合吸聲結(jié)構(gòu)，有效消除由于反射所形成的混響聲，從而降低噪聲源的強(qiáng)度。吸聲體厚度為50mm。

(三)進(jìn)排風(fēng)及排氣消聲

為保證降噪效果，發(fā)電機(jī)房采用全封閉強(qiáng)制進(jìn)排風(fēng)消聲換氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)采用2臺SF8G-4軸流風(fēng)機(jī)(風(fēng)量30000m³／h·臺)強(qiáng)制進(jìn)風(fēng)，將潔凈、涼爽的鮮風(fēng)通過進(jìn)風(fēng)防雨百葉引人機(jī)房，排風(fēng)通過機(jī)組自帶散熱風(fēng)扇進(jìn)行排風(fēng)。柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組安裝標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)排風(fēng)風(fēng)道制作蜂窩狀阻性消聲器，均采用正牌超細(xì)玻璃吸音棉、玻璃纖維布、鍍鋅電焊網(wǎng)制作。進(jìn)、排風(fēng)口均加裝鋁合金百葉。消聲器長度為2米，每米長度消聲量為15dB，消聲量可達(dá)30dB，控制風(fēng)口噪聲在60dB(A)以下。

在發(fā)電機(jī)的尾氣排放管安裝二級抗性消聲器，其中：第一級抗性消聲器是為，消聲量為20-25dB(A)；第二級抗性消聲器是采用消聲除塵噴淋箱來消除噪聲。排氣管與噴淋箱箱體的擴(kuò)張比為1：25，消聲量為30 dB(A)。

(四)尾氣黑度處理

柴油發(fā)電機(jī)組排出的尾氣含有黑煙，同時(shí)，出口溫度達(dá)到478℃。設(shè)計(jì)專用煙氣處理設(shè)備一消聲除塵噴淋箱，噴淋箱內(nèi)為沖擊式噴淋復(fù)合處理處理發(fā)電機(jī)煙氣，機(jī)組尾氣高速撞擊液面，煙塵微塵在重力和慣性力的作用，被泡沫水液粘附沉降，同時(shí)由于水霧和煙塵的相互吸附作用，達(dá)到處理煙氣的效果，經(jīng)處理后的煙氣由煙管引至室外高空排放，使煙色達(dá)到排放要求。

四、處理效果

按照以上方法對該項(xiàng)目備用柴油發(fā)電機(jī)房進(jìn)行了降噪及尾氣治理，實(shí)測結(jié)果均達(dá)到了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，竣工平面圖如圖Z所示：

五、結(jié)論

降噪的最根本方法是從聲源入手，但到目前為止，對于柴油發(fā)電機(jī)組聲源降噪的進(jìn)展有限。從降低對周圍環(huán)境的噪聲污染角度出發(fā)，對于高層建筑的柴油發(fā)電機(jī)房的降噪和尾氣黑度處理，采用本文介紹的降噪聲技術(shù)，如消聲器、隔聲、吸聲、隔震等，可以取得非常好的結(jié)果。另外，為使后期降噪控制更加簡便，前期對柴油發(fā)電機(jī)房進(jìn)行布局時(shí)亦應(yīng)考慮降噪的要求，使布局更加合理(本項(xiàng)目土建配合部分見圖1填充斜線部分)。